本文關(guān)鍵詞：水溶性聚噻吩衍生物熒光探針的制備及其在生物分析中的應(yīng)用

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【摘要】：共軛聚電解質(zhì)具有良好的生物相容性以及熒光信號(hào)放大效應(yīng),作為光學(xué)探針材料在生物傳感器領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。三磷酸腺苷(ATP)和肝素是兩種重要的生物分子,其含量異常往往與人類(lèi)的某些疾病直接相關(guān)聯(lián)。因此,建立簡(jiǎn)單、快速、靈敏和準(zhǔn)確的分析檢測(cè)方法不僅有助于推動(dòng)生命過(guò)程的研究,同時(shí)對(duì)于臨床診斷、藥物分析、藥物開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域也有著重要的實(shí)際意義。聚噻吩類(lèi)光學(xué)探針,由于其構(gòu)象及聚集狀態(tài)對(duì)外界的刺激如溫度、溶劑、離子強(qiáng)度及底物等極為敏感,并且這種構(gòu)象與聚集態(tài)的改變伴隨著明顯的顏色變化和熒光的自淬滅,因此作為一類(lèi)比色與熒光雙重響應(yīng)的探針材料日益受到廣大研究者的追捧。在本論文中,我們?cè)O(shè)計(jì)合成了兩種聚噻吩衍生物PT-1和PT-2,研究了它們與生物分子底物(ATP和肝素)之間的相互作用和傳感性能,并對(duì)底物誘導(dǎo)的聚噻吩鏈的聚集與解聚集傳感機(jī)制進(jìn)行了探討。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)水溶性聚噻吩衍生物PT-1與PT-2的合成及表征。通過(guò)無(wú)水FeCl_3氧化聚合法制備了兩種聚噻吩衍生物,并通過(guò)核磁共振光譜(NMR)、元素分析(EA)、凝膠滲透色譜(GPC)等方法對(duì)它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征及確認(rèn)。(2)PT-1與ATP的相互作用及傳感性質(zhì)。PT-1側(cè)鏈上帶正電荷的季銨鹽基團(tuán)能夠與ATP上帶有負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)通過(guò)靜電相互作用結(jié)合;而其側(cè)鏈上的萘基團(tuán)可與ATP上的腺嘌呤基團(tuán)發(fā)生π-π相互作用。這兩種協(xié)同的相互作用促使聚噻吩主鏈由非平面構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫鏄?gòu)象,進(jìn)而通過(guò)π-π堆積形成聚集體。當(dāng)在PT-1的tris-HCl緩沖溶液(10mM,pH=7.4)中加入ATP后,其紫外-可見(jiàn)吸收光譜發(fā)生紅移,溶液的顏色由黃色變?yōu)樯钭仙?Job’s plot實(shí)驗(yàn)表明PT-1與ATP的結(jié)合比為1:1,結(jié)合常數(shù)為6050 M~(-1);在飽和狀態(tài)下PT-1的熒光幾乎被完全淬滅,淬滅常數(shù)為4.4×10~6M~(-1);利用PT-1作為熒光探針,ATP的檢測(cè)限可低至9.5×10~(-7)M。(3)PT-2與魚(yú)精蛋白和肝素的相互作用及傳感性質(zhì)。PT-2側(cè)鏈上帶有負(fù)電荷的磺酸鈉基團(tuán)與魚(yú)精蛋白中帶有正電荷的氨基通過(guò)靜電相互作用結(jié)合形成復(fù)合物,其結(jié)合常數(shù)為4.5×10~7 M~(-1),淬滅常數(shù)為1.65×10~7 M~(-1)。PT-2/魚(yú)精蛋白復(fù)合物的形成導(dǎo)致了PT-2的熒光被淬滅。當(dāng)向此復(fù)合物體系中加入肝素后,由于肝素與魚(yú)精蛋白的特異性結(jié)合,使PT-2/魚(yú)精蛋白復(fù)合物發(fā)生解締合,PT-2的熒光被恢復(fù)�；诖嗽�,一種熒光開(kāi)啟型肝素傳感體系被成功構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)了對(duì)肝素的靈敏檢測(cè),其熒光強(qiáng)度的變化與肝素的濃度在0-14μM范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線(xiàn)性關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：生物傳感器 聚噻吩 熒光探針 ATP 肝素
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O633.5;O657.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 共軛聚合物生物傳感器概述9-14
• 1.1.1 生物傳感器簡(jiǎn)介9
• 1.1.2 共軛聚合物生物傳感器9-13
• 1.1.3 共軛聚合物生物傳感器研究進(jìn)展13-14
• 1.2 聚噻吩光學(xué)探針的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)14-16
• 1.3 聚噻吩光學(xué)探針在生物分析中的應(yīng)用16-17
• 1.4 課題的提出及主要內(nèi)容17-18
• 第二章 水溶性聚噻吩衍生物的合成及結(jié)構(gòu)表征18-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器18-19
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑18-19
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器19
• 2.2 合成步驟及表征19-26
• 2.2.1 水溶性聚噻吩PT-1的合成及表征19-23
• 2.2.2 水溶性聚噻吩PT-2的合成及表征23-26
• 第三章 水溶性聚噻吩衍生物PT-1對(duì)ATP的傳感性質(zhì)26-39
• 3.1 引言26-27
• 3.2 紫外-可見(jiàn)光譜滴定27-29
• 3.3 熒光光譜滴定29-31
• 3.4 圓二色光譜31
• 3.5 聚集性質(zhì)研究31-32
• 3.6 化學(xué)計(jì)量比測(cè)定32-33
• 3.7 選擇性33-35
• 3.8 其他離子的干擾性35-37
• 3.9 底物分子結(jié)構(gòu)對(duì)探針聚集性質(zhì)的影響37-38
• 3.10 傳感機(jī)理38
• 本章小結(jié)38-39
• 第四章 水溶性聚噻吩衍生物PT-2對(duì)肝素的傳感性質(zhì)39-51
• 4.1 引言39
• 4.2 肝素、魚(yú)精蛋白的化學(xué)結(jié)構(gòu)及傳感機(jī)理39-40
• 4.3 紫外-可見(jiàn)光譜滴定40-42
• 4.4 熒光光譜滴定42-44
• 4.5 聚集性質(zhì)研究44-45
• 4.6 選擇性45-47
• 4.7 其他離子的干擾性47-48
• 4.8 溶液pH值的影響48-49
• 4.9 肝素的定量49-50
• 本章小結(jié)50-51
• 第五章 全文總結(jié)51-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明57-58
• 致謝58-59

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